CN103611509A

CN103611509A - 一种交联聚苯乙烯液相色谱固定相及其制备和应用

Info

Publication number: CN103611509A
Application number: CN201310543737.3A
Authority: CN
Inventors: 马言顺; 肖慧敏; 陈洁
Original assignee: Sichuan Normal University
Current assignee: Sichuan Normal University
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2014-03-05

Abstract

本发明涉及一种高交联聚苯乙烯液相色谱固定相填料及其制备方法和应用，所述的高交联聚苯乙烯液相色谱固定相填料是粒径单分散或单分散、粒径大小为2-7微米的聚合物微球。该聚苯乙烯微球是在乙腈溶剂中直接聚合制备而成。这种液相色谱填料具有制备工艺简单、微球粒径单分散性好、微球表面洁净、机械强度高和生物相容性好等突出优点，可用于有机物、多肽、蛋白质等物质的有效分离分析。

Description

一种交联聚苯乙烯液相色谱固定相及其制备和应用

技术领域

本发明是关于一种新型高交联聚苯乙烯基质液相色谱固定相填料及其制备和应用。

背景技术

高效液相色谱法从20世纪60年代末提出以来，是发展最快的分析化学学科之一，因其具有分析速度快、灵敏度高、选择性好等突出优点，获得了广泛应用，现已成为生化、医学、化学、化工、食品、药品、环境、商检和法检等诸多领域里最为常用的分析手段。

色谱法的实质是分离，其中分离的核心是固定相，研制新型的色谱固定相是色谱分析的重点课题。按照基质不同，高效液相色谱固定相可分为无机和高分子两大类。无机基质类主要包括硅胶、氧化锆、石墨，其中硅胶因具有机械强度高、分离性能好、易于化学改性等优点（马言顺，等.分析化学，2004，32：232-236），是目前商品色谱柱的主流。但硅胶基质固定相化学稳定性差、生物相容性不好（左育民，等. 高等学校化学学报,1991,12:1311-1334）和硅羟基残存的突出缺点，使其用于碱性药物和生物活性物质分离分析时效果不佳。具有一定交联度的高分子基质固定相，具有较高化学稳定性和良好的生物相容性（隋希华，黄天宝. 合成化学,1998，6：302-306），作为硅胶基质固定相填料的补充，在用于分离分析苛刻色谱条件的碱性物质和具有生物活性物质时体现出其独特的优势，一直是色谱填料研究的热点。高分子基质固定相按照单体类型主要分为聚丙烯酸型和聚苯乙烯型，其中聚苯乙烯型具有更高的化学稳定性和热稳定性，在高分子固定相填料研制中占有重要地位。目前聚苯乙烯固定相的形态主要是微球，制备方法主要有悬浮聚合法、种子聚合法、微孔膜乳化-悬浮聚合法和沉底聚合法。其中，悬浮聚合法具有工艺简单、易于规模化生产等优点，但此法制备的微球粒径较大、粒径分布过宽，难以直接用作色谱固定相填料；种子溶胀聚合法（Ugelstad等. J. Appl. Polym. Sci., 1987,26:1637-1647）制备的微球粒径均一、孔结构可控，受到较多关注，但此法存在制备过程繁琐、难以除尽种子和不易规模化生成等突出缺点；微孔膜乳化-悬浮聚合法(王静，等.过程工程学报,2009,9:763-769)可规模化制备的粒径大小为数十微米的微球，，粒径单分散的微球填充的制备色谱柱体现了较好的分离效能，但用作分析模式的时，因微球粒径较大导致填充的固定相的柱效较低；沉淀聚合法具有聚合工艺简便、制备的微球粒径均匀和表面洁净等(Wang J,等. Angew. Chem. Int. Ed., 2003，42：5336–5338)突出优点，除在粒径单分散的分子印迹聚合物微球制备中有较多报道外，采用此法制备的交联微球用作液相色谱固定相填料也有报道，但这些报道或存在聚合单体构成繁琐（Heroguez, V,等. Euro. Polym. J., 2012,48:228-234）难以普及，或存在微球的交联度较低（马言顺,等.科学技术与工程,2013,13:1379-1382）导致填充的固定相的柱效不高的缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有制备交联聚苯乙烯微球聚合方法具有的工艺繁琐、难以工业化生产、交联度低等缺点，以二乙烯基苯（DVB-80）为单体、乙腈为溶剂直接聚合制备粒径单分散的高交联聚苯乙烯微球。该聚苯乙烯微球具有制备工艺条件简单、机械强度高、生物相容性好和色谱柱效高等突出优点，可用作有机物、多肽、蛋白质等物质的有效分离分析。

附图说明

图1：高交联聚苯乙烯微球[P(DVB-80)]的扫描电子显微镜图片。

图2：高交联聚苯乙烯微球[P(DVB-80)]填充的色谱柱采用反相液相色谱模式分离芳香烃的色谱图。色谱条件：流速1.0mL/min, 柱温35℃，检测波长254nm，流动相：甲醇-水（9:1，V/V）。色谱峰：1、吡啶 2、苯胺 3、苯 4、N,N-二甲基苯胺。

实施例

下面结合实施例和附图，对发明做进一步的说明。实施例仅限于说明本发明而非对本发明的限定。

实施例1：

在含有1L乙腈的单口圆底烧瓶中依次加入30mL二乙烯基苯（DVB-80，二乙烯基苯含量为70%~90%）和0.9g偶氮二异丁腈并超声5min后，将烧瓶置于水浴加热锅中，缓慢加热至70℃并继续反应24h。以玻砂漏斗过滤反应液，所得微球并依此以乙腈、四氢呋喃和甲醇各泡洗数次，60℃真空干燥过夜，得20.2g交联聚苯乙烯微球。微球表面真空镀金后进行扫描电子显微镜分析，结果如图1所示。

实施例2：

在含有1L乙腈的单口圆底烧瓶中依次加入30mL二乙烯基苯（DVB-80，二乙烯基苯含量为70%~90%）和0.9g偶氮二异丁腈并超声5min后，在磁力搅拌器上缓慢搅拌，以高压汞灯（200W）照射引发聚合反应24h。以玻砂漏斗过滤反应液，所得微球并依此以乙腈、四氢呋喃和甲醇各泡洗数次，60℃真空干燥过夜，得19.6g交联聚苯乙烯微球。

实施例3：

秤取2.0g实施例1所得交联聚苯乙烯微球，将其超声分散于30mL甲醇中，然后以甲醇为顶替液采用下行匀浆顶替法将微球填充于不锈钢色谱柱管（I.D.3.9mm*150mm）中制得高交联聚苯乙烯液相色谱柱固定相，先以甲醇为流动相在1.0mL/min流速下平衡老化色谱柱4h后，以甲醇-水（9:1，V/V）为流动相采用反相液相色谱法分离芳香烃，色谱图如附图2所示。

Claims

1.一种高交联聚苯乙烯液相色谱固定相填料，其特征是微球粒径单分散或窄分散，粒径为2-7微米，交联度为70%~90%。

2.根据权利要求1所述的高交联聚苯乙烯液相色谱固定相填料的制备方法，其特征是聚合单体溶解在含有引发剂的溶剂中直接引发聚合而成，聚合单体在聚合体系中的浓度为1%~10%（体积比），引发剂浓度为单体重量的0.5%~10%。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的聚合单体为二乙烯基苯（DVB-80），其中二乙烯基苯的含量为70%-90%。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是所用的溶剂是乙腈。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用的引发剂是自由基引发剂，包括过硫酸铵、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮异丁氰基甲酰胺或偶氮二氰基戊酸。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所用引发方式为光引发、热引发或光热复合引发。

7.根据权利要求2所述的制备方法，制备的微球填充的色谱柱用作液相色谱固定相在有机物、多肽或蛋白质分离分析中的应用。